Le Dr Xiaomin Chen, chercheur à l'Université de l'Alabama à Huntsville, a publié un article dans Lettres de recherche géophysique Cela offre un nouveau modèle capable de résoudre les turbulences et les tourbillons au sein des ouragans alors qu'ils passent de l'eau à la terre. L'innovation fournit un moyen de quantifier l'incertitude des estimations de 10 mètres au-dessus de la surface dérivées de différentes approches basées sur l'observation pour la première fois.
Ces estimations sont cruciales pour classer les ouragans sur la base de l'échelle du vent des ouragans Saffir-Simpson, un système de notation de 1 à 5 basé sur une vitesse du vent soutenue d'une minute et utilisé pour estimer les dommages matériels potentiels et le danger pour la vie.
« L'obtention de mesures de vent par voie terrestre dans des conditions d'ouragan est risquée et difficile », explique Chen, professeur adjoint d'atmosphères et de sciences de la Terre à l'UAH, une partie du système de l'Université de l'Alabama. « Soit les instruments d'observation ou l'infrastructure de puissance peuvent échouer dans ces conditions extrêmes. Cette étude exploite un nouveau cadre de modélisation de résolution de turbulence pour` `générer 'ces mesures difficiles à obscènes dans la région côtière. »
Les principales recherches de Chen visent à comprendre les processus de couche limite qui contribuent à l'intensité et aux changements structurels des ouragans à divers stades, y compris pendant et après l'atterrissage. Son travail utilise une combinaison d'observations d'aéronefs habitées et sans pilote et de simulations de grande envergure en matière de turbulence pour améliorer la modélisation des processus de couche limite dans les conditions des ouragans.
« Les ouragans se nourrissent des flux de chaleur de la couche limite et se dissipent par la friction de la couche limite », note le chercheur. « Les risques composés liés au vent se produisent dans les couches limites. Un phénomène intéressant pendant les décharges de l'ouragan est la formation d'une couche limite interne (IBL) par voie terrestre. »
Les IBL sont des régions où l'écoulement atmosphérique s'adapte aux changements dans les conditions de surface, comme l'interface côtière entre la terre et l'océan. Ces changements provoquent le décalage des modèles de vent, conduisant à la formation d'un IBL où le profil de vent s'adapte aux nouvelles conditions de surface. La compréhension des IBL est vitale pour modéliser avec précision et prédire l'intensité des ouragans et les risques éoliens proches de la surface, en particulier pendant l'atterrissage.
« En raison des mesures du vent anémomètre près de la surface relativement clairsemées, des études antérieures ont utilisé des vents à base de radar à base de radar ou des radiosondes en altitude pour projeter les vitesses du vent de 10 m sur une zone relativement large », explique Chen. « Ces méthodes ne tiennent pas correctement en compte les IBL, et l'incertitude connexe dans les estimations du vent de 10 m est difficile à évaluer. La modélisation de résolution de résolution fine résolut correctement l'IBL, offrant la première occasion de quantifier l'incertitude liée aux estimations du vent de 10 m pour ces méthodes. »
Chen utilise des simulations de modèles informatiques en matière de résolution de turbulences spécialement configurées pour fournir des informations sur les effets des types de surface terrestre et de la distance à l'intérieur des terres sur le profil de vent proche de la surface pour glaner les résultats qui peuvent guider les futures campagnes sur le terrain et les études de terre de l'ouragan.
« La nouveauté de ces simulations de résolution de turbulences est l'inclusion de la physique des ouragans réelle à travers un domaine de modèle à petit parapat, offrant une approche efficace pour tester les différents facteurs, tels que les types de surface terrestre. En revanche, des simulations de résolution de la turbulence de la circulation de la circulation tropicale sont en cours de prohibitif calculatoires pour les plus grandes modèles », les notes du chercheur « .
« Les travaux suivants impliquent deux efforts parallèles », explique Chen concernant l'avenir de cette recherche. « Premièrement, nous visons à gérer ces modèles de résolution de turbulences sur un terrain plus réaliste le long de la côte du Golfe et d'étudier les rafales de vent. Et deux, nous tirons parti des radars au sol et des mesures du vent proches de la surface pour explorer une meilleure approche pour estimer les vents de 10 m pendant les terre-fonds. »
